CN102064518A - 高灵敏电流测控器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高灵敏电流测控器，它由互感变压器和简易的电子调节器组成，互感变压器一方面作为隔离转换电压(电流)的媒介器件提供过流测控信号，另一方面次级线圈上的电压(电流)经过整流、滤波变成直流，直接推动继电器的通与断，省去了现有技术中电流测控器的直流稳压电源，生产成本降低十倍以上，本发明的电流测控器元件少，电路转换环节少，响应速度快，电流检测精度高，对负载回路检测保护的可靠性、稳定性大大提高，弥补了传统电子式电流测控器电子元器件多，价格高，稳定性差的缺陷，有很高的生产效益和实用价值，适用于交流电机和有关交流控制系统的过流，过载，短路等的保护系统中。
Description
技术领域
本发明涉及一种交流电力系统继电保护装置，特别是一种用于交流电机或有关交流控制系统中，在发生过流、过载、断相、短路等故障时切断故障电路的电流测控器。
背景技术
在交流电机和有关交流控制系统的过流、过载、断相、短路等的保护系统中均接有电流测控器，该电流测控器与继电器配合，在线路发生过流、过载、断相、短路等故障时，向继电器提供信号切断故障电路，以保护供电系统的安全。
目前的电流测控器大体可化分为二种结构：一种是机械式调节结构，是由磁感线圈弹簧、螺杆等机械触点组成整定电流调节结构，另一种是电子式调节结构，参照图1，它由电流互感器、电源变压器、整流稳压器、电子调节器和继电器五大部分组成，具体的电路图参见图2、图3，由于该电路经多级耦合放大、调节后再外加直流稳压器驱动等，电路繁杂而繁琐，制造成本高，元器件愈多愈易出故障，若发生故障，不易修复，也就降低了测控器的可靠性职能的质量关。
目前电流测控器主要元器件为电流互感器。公知的，正常工作时电流互感器的次级线圈处于近似短路状态，这教导人们电路互感器的次级线圈不能接阻抗较大的负载，上述的电子式调节结构的电流测控器也遵循这一教导，仅把电流互感器做为隔离转换感应电压的一个媒介器件，其感应电压很小(在测量交变电流的大电流时，为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流，我国规定电流互感器的次级线圈额定为5A或1A，初级线圈只有几匝，导线截面积大，串入被测电路，次级线圈匝数多，导线细，与阻抗较小的仪表(电流表/功率表的电流线圈)构成闭路，输出电压很低)，不足以驱动后级电子调节器和继电器工作，所以，必须外接电源变压器、整流稳压器来启动继电器工作，虽然电子式调节结构的电流测控器调节简便、精确、灵敏、稳定，但价格高于机械式调节结构的电流测控器2～3倍以上，所以，人们宁愿实用前者，也不愿用后者，使电子式调节结构的电流测控器的应用受到限制。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种检测电流灵敏度高，响应速度快、准确性高的电流测控器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
高灵敏电流测控器，该电流测控器与继电器JL配合使用，该电流测控器由互感变压器BT、前级调节电路、整流滤波电路和后级调节电路四部分构成，所述互感变压器BT的初级线圈n1串接在被测电路中，次级线圈n2接整流滤波电路的交流输入端，所述整流滤波电路的输出端与所述继电器JL的控制输入端电连接，所述前级调节电路串接在由所述互感变压器BT和整流滤波电路构成的交流回路中，所述后级调节电路串接在由所述整流滤波电路和继电器JL构成的直流回路中。
作为本发明的进一步改进，所述互感变压器BT的初级线圈n1和次级线圈n2绕置在XEI型硅钢片铁芯上，铁芯的参数为34X24X8.7mm，初级线圈n1的线径为QZY-0.6～1.5mm，次级线圈n2的线径为QZ-0.15～0.5mm，初级线圈n1和次级线圈n2的匝数比为1∶(6～15)。
所述初级线圈n1最佳为50匝。
所述初级线圈n1的线径为0.72mm，次级线圈n2的线径为0.3mm，初级线圈n1和次级线圈n2的匝数比最佳为1∶12。
所述前级调节电路主要为电位器W1，参数为WS1011-0.5W/50K。
所述后级调节电路主要为带锁紧功能的电位器W2，型号为WS-2型0.5W/5.1K。
所述整流滤波电路由四只IN4007/1000V的整流二极管构成的全桥整流器QL和并联在全桥整流器QL输出端间的钽电容C1(用于抗干扰)，电解电容器C2构成，其中钽电容C1的参数为：CA-0.01uf-0.1uf/50V，电解电容器C2的参数为：CD-35uf-200uf/50V。
所述钽电容C1的参数最佳为：0.1uf/50V，电解电容器C2的参数最佳为50uf/50V。
本发明的有益效果是：本发明的高灵敏电流测控器由互感变压器和简易的电子调节器组成，互感变压器一方面作为隔离转换感应电压的一个媒介器件提供过流控制信号，另一方面，互感变压器初级线圈上的感应测控到的电压(电流)经整流、滤波变成直流，直接推动继电器的通与断，以达到过流保护监测回路电流之目的，省去了现有技术中电流测控器的直流稳压电源，改变了传统的电流测控器需要对后级电子调节器必须施加直流稳压电源才能工作的传统方案，生产成本降低十倍以上，本发明的电流测控器元件少，电路转换的环节少，电流检测响应速度快，电流检测精度高(元器件也不会发热)，对负载回路的检测保护可靠性、稳定性大大提高，弥补了传统电子式电流测控器元器件多，价格高，稳定性差的缺陷，其结构简单、稳定可靠、耗电少、体积小，响应速度快，电流检测精度和灵敏高，有很高的生产效益和实用价值，主要适用于交流电机和有关交流控制系统的过流、过载、断相、短路等的保护系统中。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是电子式调节结构的电流测控器电路原理方框图；
图2是目前的一种电子式调节结构的电流测控器电路原理图；
图3是目前的另一种电子式调节结构的电流测控器电路原理图；
图4是本发明的电路原理方框图；
图5是本发明实施例的电路原理图。
具体实施方式
参照图4至图5，高灵敏电流测控器，该电流测控器主要与继电器JL配合使用，该电流测控器由互感变压器BT、前级调节电路、整流滤波电路和后级调节电路四部分构成，所述互感变压器BT的初级线圈n1串接在被测电路中，次级线圈n2接整流滤波电路的交流输入端，所述整流滤波电路的输出端与所述继电器JL的控制输入端电连接，所述前级调节电路串接在由所述互感变压器BT和整流滤波电路构成的交流回路中，所述后级调节电路串接在由所述整流滤波电路和继电器JL构成的直流回路中。
所述互感变压器BT的初级线圈n1和次级线圈n2绕置在XEI型硅钢片铁芯上，本发明互感变压器BT的参数如下：
1、铁芯：XEI型硅钢片34X24X8.7mm
2、Um1磁感应强度：8000～15000高斯，最佳为9000高斯
3、初级线圈n1线径：QZY-0.6～1.5mm，最佳选0.72mm
4、初级线圈n1匝数：40～100匝，最佳选50匝
5、次线线圈n2线径：QZ-0.15～0.5mm，最佳选0.3mm
6、次级线圈n2匝数：350～1000匝，最佳选600匝
7、初级线圈n1、次线线圈n2匝比：1∶(6～15)，最佳为1∶12
8、初级电压、电流um1＝0.6～3V，I1＝0.3～10A
9、次级电压、电流um2＝6～12V，I2≤0.05A
10、互感器额定功率：1-8VA，最佳为2VA
所述前级调节电路主要为电位器W1，所述后级调节电路主要为带锁紧功能的电位器W2，所述整流滤波电路由四只整流二极管构成的全桥整流器QL和并联在全桥整流器QL输出端间的钽电容C1、电解电容器C2构成。
本发明中，上述电位器W1、电位器W2、整流二极管、钽电容C1和电解电容器C2的参数如下：
(1)、全桥整流器QL：四只IN4007/1000V整流二极管
(2)、钽电容C1：CA-0.01uf至0.1uf/50V，最佳为0.1uf/50V
(3)、电解电容器C2：CD-35uf至CD-200uf/50V，最佳为50uf/50V
(4)、电位器(或微调电阻)W1：WS1011-0.5W/50K
(5)、电位器W2：WS-2型0.5W/5.1K(带锁紧功能电位器)
(6)、继电器JL：CCN21F或其它类型继电器DC：9V～12V
本发明的工作原理是：互感变压器BT的初级线图n1有交变电流i1流过产生磁通，其中一部分磁通与次级线圈n2相环链形成互感磁链，产生感应电压Um2(同样互感变压器BT初级线圈n1形成交流电压Um1)。经桥式整流器QL和钽电容C1、电解电容器C2整流滤波形成次级交流电压Um2，当互感变压器BT初级线图n1的交变电流Δi1变化时，Um2也随之变化。例如，初级线图n1电流增加Δi1时，次级感应电压Um2也增加
若增压恰为继电器JL的吸合电压，则继电器JL吸合，切断控制网络的负载电源，达到过流保护的目的。
调节电位器W1(粗调)和W2(细调)的阻值(注：为防止机械震动或误碰电位器而变值，W1和W2电位器最好带锁紧功能电位器)，可改变整定电流的大小保护范围。
由于本发明的高灵敏电流测控器属于较为精密的电器件，元器件及其参数的选择对电流测控器的性能好坏有直接的影响，本发明的上述电子元器件的及其参数范围是通过实验手段得到的，钽电容C1的作用主要为抑制电磁干扰，在灵敏度及电路稳定性方面起着很重要的作用，电解电容器C2主要为滤波电容。
本发明的高灵敏电流测控器由互感变压器BT和简易的电子调节器组成，互感变压器BT一方面隔离转换感应电压的一个媒介器件提供过流控制信号，另一方面，互感变压器BT初级线圈上的感应测控到的电压(电流)经整流、滤波变成直流，直接推动继电器JL的通与断，以达到过流保护监测回路电流之目的，省去了现有技术中电流测控器的直流稳压电源，改变了传统的电流测控器需要对后级电子调节器必须施加直流稳压电源才能工作的传统方案，生产成本降低十倍以上，本发明的电流测控器元件少，电路转换的环节少，电流检测响应速度快，电流检测精度高(元器件也不会发热)，对负载回路的检测保护可靠性、稳定性大大提高，弥补了传统电子式电流测控器元器件多，价格高，稳定性差的缺陷，其结构简单、稳定可靠、耗电少、体积小，响应速度快，电流检测精度和灵敏高，给用户使用带来方便，有很高的生产效益和实用价值，主要适用于交流电机和有关交流控制系统的过流、过载、断相、短路等的保护系统中。
实施例公开的电路图只是本发明的较佳实施方式，电路的具体结构及参数的选择范围不能限定本发明的保护范围，只要是依照本发明的保护范围所做的均等修饰与变化，仍然属于本发明创造涵盖的范围之内。
Claims (8)
1.高灵敏电流测控器，该电流测控器与继电器JL配合使用，其特征在于所述电流测控器由互感变压器BT、前级调节电路、整流滤波电路和后级调节电路四部分构成，所述互感变压器BT的初级线圈n1串接在被测电路中，次级线圈n2接整流滤波电路的交流输入端，所述整流滤波电路的输出端与所述继电器JL的控制输入端电连接，所述前级调节电路串接在由所述互感变压器BT和整流滤波电路构成的交流回路中，所述后级调节电路串接在由所述整流滤波电路和继电器JL构成的直流回路中。
2.根据权利要求1所述的高灵敏电流测控器，其特征在于所述互感变压器BT的初级线圈n1和次级线圈n2绕置在XEI型硅钢片铁芯上，所述铁芯的参数为34X24X8.7mm，初级线圈的线径为QZY-0.6～1.5mm，次级线圈n1的线径为QZ-0.15～0.5mm，初级线圈n1和次级线圈n2的匝数比为1∶(6～15)。
3.根据权利要求1所述的高灵敏电流测控器，其特征在于所述初级线圈n1为50匝。
4.根据权利要求2或3所述的高灵敏电流测控器，其特征在于所述初级线圈n1的线径为0.72mm，次级线圈n2的线径为0.3mm，初级线圈n1和次级线圈n2的匝数比为1∶12。
5.根据权利要求1所述的高灵敏电流测控器，其特征在于所述前级调节电路为电位器W1，参数为WS1011-0.5W/50K。
6.根据权利要求1所述的高灵敏电流测控器，其特征在于所述后级调节电路为带锁紧功能的电位器W2，型号为WS-2型0.5W/5.1K。
7.根据权利要求1所述的高灵敏电流测控器，其特征在于所述整流滤波电路由四只IN4007/1000V的整流二极管构成的全桥整流器QL和并联在全桥整流器QL输出端间的钽电容C1、电解电容器C2构成，其中钽电容C1的参数为：CA-0.01uf-0.1uf/50V，电解电容器C2的参数为：CD-35uf-200uf/50V。
8.根据权利要求7所述的高灵敏电流测控器，其特征在于所述钽电容C1的参数为：0.1uf/50V，电解电容器C2的参数为50uf/50V。
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